DE102004047443B3 - Flame lance inlet to furnace chamber for melting e.g. steel, non-ferrous metals, glass and ceramics has conical surround with convex profile - Google Patents

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Abstract

A flat-flame lance melts e.g. steel, non-ferrous metals, glass and ceramics in a chamber with a burner air inlet and an outlet. The air inlet to the chamber is essentially a conical aperture with a convex wall profile. The flame lance projects into the chamber through the air inlet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Flachflammenbrenner mit einer Kammer mit einer einzigen Brennlufteinlassöffnung und einer Auslassöffnung, bei dem zumindest ein Teil der Wandung der Kammer zumindest über ein Kreisbogensegment gebogen ausgeführt ist und die Brennlufteinlassöffnung und eine stromaufwärts an die Brennlufteinlassöffnung angrenzende Brennluftzufuhr im Bereich der gebogenen Wandung derart angeordnet und ausgerichtet sind, dass ein durch die Brennlufteinlassöffnung eintretender Brennluftstrom tangential zu der Biegung der Wandung eintritt.The The invention relates to a flat flame burner with a chamber with a single combustion air inlet and an outlet opening, in which at least a part of the wall of the chamber at least over Arc segment bent executed is and the combustion air inlet and one upstream to the combustion air inlet opening adjacent combustion air supply in the region of the curved wall in such a way are arranged and aligned that a entering through the combustion air inlet opening Combustion air flow occurs tangentially to the bend of the wall.

Für das Schmelzen, Wärmen und die Wärmebehandlung von Stahl, NE-Metallen, Glas und Keramik sowie anderen Produkten werden Thermoprozessanlagen eingesetzt. Diese Anlagen weisen einen Ofen auf, der durch Brenner erhitzt wird. Dabei verbrennen die Brenner im Bereich der Ofenwandung Brenngas mit Brennluft sowie mit teilweise angesaugter Ofenatmosphäre.For melting, To warm and the heat treatment steel, non-ferrous metals, Glass and ceramics as well as other products become thermal processing plants used. These plants have an oven that burns through is heated. The burners burn in the area of the furnace wall Fuel gas with combustion air and with partially sucked furnace atmosphere.

In vielen Industriezweigen hat sich für die Ofenbefeuerung die Bauform des Flachflammenbrenners durchgesetzt. Ein Flachflammenbrenner weist in der Regel eine zentrische Brenngasführung auf. Die Brennluft wird im so genannten Brennerkopf (Kammer) mit Dralleinbauten in Rotation versetzt. Durch den Drall und die hohe Rotationsgeschwindigkeit bildet sich die Flamme rotationssymmetrisch zum Brenner aus und liegt flach am Brennerstein und der Ofenwand an.In Many branches of industry have the design for furnace firing of the flat flame burner enforced. A flat flame burner points usually a centric fuel gas guide on. The combustion air is in the so-called burner head (chamber) with swirl attachments in rotation added. Due to the twist and the high rotational speed the flame is rotationally symmetric to the burner and lies flat on the burner stone and the furnace wall.

Als interne Abgasrückführung wird zentral Ofenatmosphäre angesaugt. Diese Abgasrückführung führt zu einer Stabilisierung der Flamme und einer Verdünnung des Brenngas-/Brennluft-Gemisches. Weiterhin heizt die Flamme den Brennerstein und die umgebende Ofenwand sehr gleichmäßig auf und kühlt sich damit gleichzeitig selber ab. Diese Mechanismen bewirken einen Abbau von Temperaturspitzen in der Flamme und helfen so, die Bildung von thermischen NOx zu unterbinden.As an internal exhaust gas recirculation furnace atmosphere is sucked in centrally. This exhaust gas recirculation leads to a stabilization of the flame and a dilution of the fuel gas / combustion air mixture. Furthermore, the flame heats up the burner stone and the surrounding furnace wall very evenly and thus simultaneously cools itself off. These mechanisms cause a reduction in temperature peaks in the flame and thus help prevent the formation of thermal NO x .

Die Wärmeübertragung an das Nutzgut geschieht hauptsächlich durch Festkörperstrahlung von Brennerstein und Ofenwand sowie durch Gasstrahlung der Flamme.The heat transfer to the Nutzgut happens mainly by solid state radiation of burner brick and furnace wall and by gas radiation of the flame.

Gattungsgemäße Flachflammenbrenner sind beispielsweise in US 4,220,444 , US 3,748,087 oder US 4,487,573 beschrieben.Generic flat flame burners are for example in US 4,220,444 . US 3,748,087 or US 4,487,573 described.

Nachteilig an den herkömmlichen Flachflammenbrennern sind die für die Erzeugung des Dralls notwendigen stationären oder angetriebenen Dralleinbauten. Angetriebene Dralleinbauten benötigen für ihren Antrieb Energie. Stationäre Dralleinbauten erzeugen Druckverluste, so dass für das Einbringen der Brennluft höhere Drücke notwendig sind, wodurch ebenfalls Energieverluste erzeugt werden.adversely at the conventional Flat flame burners are the for the generation of spin required stationary or driven swirl internals. Powered swirl components need for their Drive energy. Stationary Swirl installations generate pressure losses, so that for the introduction of the combustion air higher pressures are necessary, which also generates energy losses.

Aus DE 28 54 395 A1 , US 3,836,315 , DE 28 39 460 A1 , US 3,942,939 und SU 343 111 sind Flachflammenbrenner bekannt, bei denen die Brennluft durch eine oder mehrere Brennlufteinlassöffnungen einer zylinderförmigen Kammer zugeführt wird. Die Brennlufteinlassöffnung und die stromaufwärts an die Brennlufteinlassöffnung angrenzende Brennluftzufuhr ist in der Art angeordnet und ausgerichtet, dass ein durch die Brennlufteinlassöffnung eintretender Brennluftstrom tangential zu der Biegung der Wandung eintritt. Aus diesen Druckschriften ist es ferner bekannt, eine teilweise durch die Kammer geführte Brennerlanze zur Bereitstellung des Brenngases vorzusehen, wobei die Auslassöffnungen für den Austritt des Brenngases aus der Brennerlanze in der Kammer des Flachflammenbrenners, bzw. im Bereich der Auslassöffnung der Kammer des Flachflammenbrenners vorgesehen sindOut DE 28 54 395 A1 . US 3,836,315 . DE 28 39 460 A1 . US 3,942,939 and SU 343 111 Flat flame burners are known in which the combustion air is supplied through one or more combustion air inlet openings of a cylindrical chamber. The combustion air inlet opening and the combustion air inlet adjoining the combustion air inlet opening upstream of the combustion air inlet opening are arranged and aligned in such a way that a combustion air flow entering through the combustion air inlet opening enters tangentially to the bending of the wall. From these documents, it is also known to provide a partially guided through the chamber burner lance for providing the fuel gas, wherein the outlet openings are provided for the exit of the fuel gas from the burner lance in the chamber of the flat flame burner, or in the region of the outlet opening of the chamber of the flat flame burner

Nachteilig an den aus dem Stand der Technik bekannten Anordnungen der Auslassöffnungen der Brennerlanze relativ zur Kammer des Flachflammenbrenners ist, dass insbesondere bei den derzeitig und zukünftig vermehrt eingesetzten Flachflammenbrennern mit Brennluftvorwärmung das frühe Vermischen von Brennluft und Brenngas zu hohen thermischen NOx – Werten führt.A disadvantage of the known from the prior art arrangements of the outlet openings of the burner lance relative to the chamber of the flat flame burner is that especially in the current and future increasingly used flat flame burners with Brennluftvorwärmung the early mixing of combustion air and fuel gas leads to high thermal NO x -.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Flachflammenbrenner vorzuschlagen, der die Nachteile des Standes der Technik vermeidet.In front In this background, the invention is based on the object Flat flame burner to propose, the disadvantages of the state the technology avoids.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 sowie des Anspruchs 3 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.These The object is achieved by the subject matter of claim 1 and the claim 3 solved. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, die Drallerzeugung durch ein tangentiales Einleiten der Brennluft in eine zumindest zum Teil gebogene Kammer zu bewirken. Auf diese Weise kann ein hinreichender Drall erzeugt werden, so dass auf weitere Einbauten zur Drallerzeugung verzichtet werden kann, auch wenn diese erfindungsgemäß zur Unterstützung der durch die tangentiale Einleitung der Brennluft bewirkte Drallerzeugung ergänzend vorgesehen sein können.The Invention is based on the idea, the swirl generation by a tangential introduction of the combustion air in one at least in part to effect curved chamber. In this way, a sufficient Swirl generated, allowing for further internals for swirl generation can be omitted, even if this invention to support the by the tangential introduction of the combustion air caused swirl generation additional can be provided.

Der Verzicht auf Einbauten zur Drallerzeugung vereinfacht die Konstruktion des Flachflammenbrenners. Der Instandhaltungsaufwand ist geringer, wodurch die Nutzzeit des Flachflammenbrenners erhöht wird. Ferner entfällt die bei Einbauten zur Drallerzeugung notwendige Kühlung dieser Brennerkom ponenten. Dadurch kann die sonst durch die Kühlung dieser Brennerkomponenten beeinflusste Regelung der Ofenatmosphäre besser durchgeführt werden. Ferner erlaubt der einbautenfreie Flachflammenbrenner den Einsatz einer regenerativen Wärmerückgewinnung. Ebenso kann der erfindungsgemäße Flachflammenbrenner mit einer hohen Brennluftvorwärmung betrieben werden.The elimination of internals for swirl generation simplifies the design of the flat flame burner. The maintenance effort is limited ger, whereby the useful life of the flat flame burner is increased. Furthermore, eliminating the need for internals for swirl generation cooling this Brennerkom components. As a result, the regulation of the furnace atmosphere, which is otherwise influenced by the cooling of these burner components, can be carried out better. Furthermore, the built-in flat flame burner allows the use of regenerative heat recovery. Likewise, the flat flame burner according to the invention can be operated with a high combustion air preheating.

Der erfindungsgemäße Flachflammenbrenner weist eine Kammer mit einer Brennlufteinlassöffnung und einer Auslassöffnung, die mit einer Öffnung des Brennersteins korrespondierend ausgebildet sein kann, auf. In der Regel wird der Flachflammenbrenner mit der Kammer an einen sogenannten Brennerstein angesetzt. Diese Brennersteine sind Steine aus feuerfestem Material, deren Durchgangsöffnung sich von der Außenöffnung, an die die Auslassöffnung der Kammer des Flachflammenbrenners angesetzt wird, zum Ofeninneren hin erweitert. Dabei ist die die sich erweiternde Öffnung begrenzende Wandung des Brennersteins regelmäßig hyperbolisch im Querschnitt; sie kann jedoch in Abhängigkeit der gewünschten Flammenführung einen anderen Übergang von einem kleinen zu einem großen Querschnitt aufweisen, beispielsweise einen konischen Querschnitt. Der Flachflammenbrenner kann an beliebigen Wänden eines Ofens angebracht werden, beispielsweise den Seitenwänden oder der Ofendecke.Of the Flat flame burner according to the invention has a chamber with a combustion air inlet opening and an outlet opening, with an opening of the Brennersteins can be formed corresponding to. In the Usually, the flat flame burner with the chamber to a so-called Burner stone attached. These burner stones are bricks made of refractory Material whose passage opening itself from the outer opening, to the outlet opening the chamber of the flat flame burner is attached to the furnace interior extended. Here is the widening opening limiting Wall of the burner brick regularly hyperbolic in cross-section; However, depending on the desired flame guide another transition from a small to a big one Have cross section, for example a conical cross section. The flat flame burner can be mounted on any walls of a stove be, for example, the side walls or the furnace roof.

Die Kammer wird durch Wandungen begrenzt. Erfindungsgemäß ist zumindestens ein Teil der Wandung, insbesondere die Seitenwandung, der Kammer zumindest über ein Kreisbogensegment gebogen ausgeführt. Insbesondere bevorzugt ist die Kammer bezüglich der Mittelachse zylindrisch oder elliptisch ausgeformt. Die durch die erfindungsgemäße tangentiale Einleitung der Brennerluft bewirkte Drallerzeugung wird jedoch bereits erreicht, wenn Teile der die Brennlufteinlassöffnung umgebenden Wandung gebogen ausgeführt sind, um der dort eingeleiteten Brennerluft ihre Strömungsrichtung (Drallerzeugung) zu geben.The Chamber is bounded by walls. According to the invention is at least a part of the wall, in particular the side wall, of the chamber at least about a circular arc segment bent executed. Especially preferred is the chamber regarding the central axis cylindrical or elliptical shaped. By the tangential invention However, initiation of the burner air caused swirl generation is already achieved when parts of the wall surrounding the combustion air inlet opening bent accomplished are to the burner air introduced there their flow direction (swirl generation) to give.

Erfindungsgemäß wird die Brennerluft der Brennlufteinlassöffnung durch eine Brennluftzufuhr zugeführt. Brennlufteinlassöffnung und Brennluftzufuhr sind derart angeordnet und ausgerichtet, dass der durch die Brennlufteinlassöffnung eintretende Brennluftstrom tangential zu der Biegung der Wandung eintritt.According to the invention Burner air of the combustion air inlet opening supplied by a combustion air supply. Combustion air inlet opening and combustion air supply are arranged and aligned such that the through the combustion air inlet opening entering combustion air flow tangential to the bend of the wall entry.

Der erfindungsgemäße Flachflammenbrenner kann mehrere Brennlufteinlassöffnungen und ihnen zugeordnete Brennluftzufuhren aufweisen. Der in der Kammer erzeugte Brennluftstrom setzt sich dann aus den über die einzelnen Brennlufteinlassöffnungen zugeführten Brennluftströmen zusammen.Of the Flat flame burner according to the invention can have several combustion air inlets and have associated with them combustion air supplies. The one in the chamber generated combustion air flow is then from the over the individual combustion air inlet openings supplied Combustion air flows together.

Besonders bevorzugt ist die in Richtung der senkrecht auf der Ebene der Auslassöffnung stehenden Mittelachse ausgerichtete Wandung der Kammer (Seitenwandung) bezüglich der Mittelachse symmetrisch ausgebildet, insbesondere bevorzugt im Querschnitt rund oder elliptisch. Hierdurch können für eine homogene Flammenausbildung benötigte homogene Brennluftströmungen erzeugt werden.Especially preferred is in the direction of perpendicular to the plane of the outlet opening Center-aligned wall of the chamber (side wall) with respect to the Center axis formed symmetrically, particularly preferably in cross section round or elliptical. This allows for a homogeneous flame formation needed homogeneous combustion air flows be generated.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Strömungsquerschnitt der Brennlufteinlassöffnung größer als der kleinste Strömungsquerschnitt der Kammer. Hierdurch werden Druckverluste reduziert. Der Strömungsquerschnitt ist insbesondere der freie Querschnitt, der senkrecht zur Hauptströmungsrichtung liegt und so den Wert der mittleren Strömungsgeschwindigkeit bestimmt.In a preferred embodiment The invention is the flow cross-section the combustion air inlet opening greater than the smallest flow cross section the chamber. This reduces pressure losses. The flow cross section is in particular the free cross section, perpendicular to the main flow direction and thus determines the value of the mean flow velocity.

Ein besonders großer Drall des Brennluftstroms in der Kammer wird durch eine sich in Richtung der Mittelachse erstreckende, flach ausgebildete Brennlufteinlassöffnung erreicht. Der Querschnitt der Brennlufteinlassöffnung ist vorzugsweise rechteckig oder elliptisch.One especially big Twist of the combustion air flow in the chamber is characterized by a in Direction of the central axis extending, flat trained combustion air inlet opening reached. The cross section of the combustion air inlet opening is preferably rectangular or elliptical.

Die Brennluftzufuhr kann so ausgebildet sein, dass das Geschwindigkeitsprofil im Einlassquerschnitt weitestgehend homogen ist. Querschnittssprünge sowie große Winkel zur Verjüngung oder Erweiterung werden vorzugsweise vermieden.The Combustion air supply can be designed so that the velocity profile In the inlet cross-section is largely homogeneous. Cross-section jumps as well size Angle for rejuvenation or Extension are preferably avoided.

Die Brennluftzufuhr kann zur Brennlufteinlassöffnung hin verjüngend ausgebildet sein. Dadurch wird die Strömungsgeschwindigkeit erhöht, wodurch der erzeugte Drall erhöht wird.The Combustion air supply can be made tapering towards the combustion air inlet opening be. This will change the flow rate elevated, whereby the generated swirl increases becomes.

Insbesondere um der Brennluftströmung in der Kammer eine Richtung auf die Auslassöffnung zu zu geben, kann die Brennluftzufuhr derart ausgebildet sein, dass der durch die Brennlufteinlassöffnung eintretende Brennluftstrom teilweise in Richtung auf die Auslasslöffnung strömend ausgerichtet ist.Especially around the combustion air flow in the chamber to give a direction to the outlet opening, the Combustion air supply be designed such that the entering through the combustion air inlet opening Combustion air flow partially aligned in the direction of the outlet opening aligned is.

Bei Flachflammenbrennern, bei denen das Brenngas durch eine durch die Kammer geführte Brennerlanze strömt, ist es von Vorteil, wenn die Brennlufteinlassöffnung und Brennluftzufuhr derart angeordnet und ausgerichtet sind, dass der durch die Brennlufteinlassöffnung eintretende Brennluftstrom über die Brennerlanze strömt. Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass die untere Begrenzungskante der Brennlufteinlassöffnung, im Querschnitt betrachtet, oberhalb des äußeren Umfangs der meist achsparallel zur Mittelachse geführten Brennerlanze angeordnet ist.at Flat flame burners in which the fuel gas by a through the Chamber-guided burner lance flows, It is beneficial if the combustion air inlet and combustion air supply are arranged and aligned such that the entering through the combustion air inlet opening Combustion air flow over the burner lance flows. This is preferably achieved in that the lower boundary edge the combustion air inlet opening, viewed in cross-section, above the outer circumference of the most axis-parallel guided to the central axis Burner lance is arranged.

Insbesondere bevorzugt wird der erfindungsgemäße Flachflammenbrenner mit thermischen Regeneratoren eingesetzt. Die Brennluft kann ser hohe Temperaturen aufweisen. Die regenerative Wärmerückgewinnung kann insbesondere nach der Art des in DE 199 33 513 C1 beschriebenen Regenerators ausgebildet sein. Auf DE 199 33 513 C1 wird für die Ausgestaltung eines vorzugsweise vorzusehenden Regenerators ausdrücklich Bezug genommen und diese als Offenbarung des erfindungsgemäß einzusetzenden Regenerators angesehen.Particularly preferred is the flat flame burner according to the invention with thermal Re generators used. The combustion air can have high temperatures. The regenerative heat recovery can in particular according to the type of in DE 199 33 513 C1 be formed described regenerator. On DE 199 33 513 C1 is expressly referred to the embodiment of a regenerator to be preferably provided and considered this as a disclosure of the invention to be used regenerator.

"Brennluft" ist nicht auf Luft beschränkt, sondern umfasst jeglichen Oxidator (Sauerstofflieferant), der zur Oxidation (Verbrennung) von Brenngas eingesetzt wird. Da in derartigen Öfen die Brenngaszufuhr und die Brennluftzufuhr vertauscht werden können, beispielsweise beim Einsatz von Schwachgas, bei dem ein deutlich höherer Volumenanteil an Brenngas im Verhältnis zur Brennluft eingebracht wird, sind die Begriffe Brennluft und Brenngas auch mit vertauschter Bedeutung zu verstehen, so dass die Erfindung auch solche Flachflammenbrenner umfasst, bei denen nicht die eigentliche Brennluft durch eine Brennlufteinlassöffnung tangential zu der Biegung der Wandung eintritt, sondern eigentlich das Brenngas, das dann (zur Begriffswahrung innerhalb dieses Textes und der Ansprüche) als "Brennluft" bezeichnet wird, während der eigentliche Oxidator auf anderem Wege, beispielsweise über eine Brennerlanze eingebracht wird."Combustion air" is not on air limited, but includes any oxidizer (oxygen supplier) used to Oxidation (combustion) of fuel gas is used. Since in such ovens the Fuel gas supply and the combustion air supply can be reversed, for example when using lean gas, in which a significantly higher volume fraction to fuel gas in the ratio is introduced to the combustion air, the terms combustion air and Fuel gas also with interchangeable meaning to understand, so that the Invention also includes such flat flame burner, where not the actual combustion air tangentially through a combustion air inlet opening enters the bend of the wall, but actually the fuel gas, which is then termed "burning air" (for the sake of the term within this text and the claims), while the actual oxidizer in other ways, for example via a Burner lance is introduced.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Darin zeigtfollowing the invention will be described with reference to an exemplary embodiments only explained in more detail. In this shows

1 den Grundaufbau eines Flachflammenbrenners in seiner Einbaulage in einer Industrieofenanlage in einem schematischen Querschnitt; 1 the basic structure of a flat flame burner in its installed position in an industrial furnace system in a schematic cross section;

2 den erfindungsgemäßen Flachflammenbrenner in einem Querschnitt senkrecht zur Mittelachse und 2 the flat flame burner according to the invention in a cross section perpendicular to the central axis and

3 den erfindungsgemäßen Flachflammenbrenner in einer geschnittenen Draufsicht. 3 the flat flame burner according to the invention in a sectional plan view.

Der in 1 dargestellte Flachflammenbrenner 1 weist eine Kammer 2 mit einer Brennlufteinlassöffung 3 und einer stromaufwärts an die Brennlufteinlassöffnung 3 angrenzenden Brennluftzufuhr 4 auf. Eine Auslassöffnung 5 des Flachflammenbrenners 1 ist mit einer Öffnung eines Brennersteins 6 der Ofenwandung 10 korrespondierend ausgebildet. Eine Brennerlanze 7 wird entlang der Mittelachse der Kammer 2 durch die Kammer geführt. Am Ende der Brennerlanze 7 sind Auslassöffnungen 8 für den Austritt des Brenngases vorgesehen. Die Wandung der Durchtrittsöffnung durch den Brennerstein 6 weist eine sich zum Ofeninneren 9 hin hyperbolisch aufweitende Wandung auf.The in 1 illustrated flat flame burner 1 has a chamber 2 with a combustion air inlet opening 3 and one upstream of the combustion air inlet port 3 adjacent combustion air supply 4 on. An outlet opening 5 of the flat flame burner 1 is with an opening of a burner brick 6 the furnace wall 10 formed correspondingly. A burner lance 7 is along the central axis of the chamber 2 passed through the chamber. At the end of the burner lance 7 are outlet openings 8th provided for the exit of the fuel gas. The wall of the passage opening through the burner block 6 points to the oven interior 9 towards hyperbolic widening wall on.

Zum Erhitzen des Ofens wird Brennluft über die Brennluftzufuhr 4 in die Kammer 2 eingebracht und dort verdrallt. Die im Drall strömende Brennluft tritt über die Auslassöffnung 5 in den Durchtritt des Brennersteins 6 ein. Hier wird sie mit Ofenatmosphäre, die durch die Strömungsverhältnisse in Richtung des Pfeils B angesaugt wird, vermischt. Je nach Anordnung der Spitze der Brennerlanze 7 wird in der Durchtrittsöffnung durch den Brennerstein 6 das Brenngas zunächst mit der angesaugten Ofenatmosphäre vermischt und dieses Gemisch dann mit der im Drall strömenden Brennluft vermischt. Es werden jedoch auch Anordnungen eingesetzt, bei denen das Brenngas unmittelbar mit der im Drall strömenden Brennluft vermischt wird. Durch einen im Bereich der sich konisch erweiternden Wandung der Durchtrittsöffnung durch den Brennerstein 6 angeordneten Zündvorrichtung wird das Gemisch aus Brennluft und Brenngas bzw. Brennluft, Brenngas und angesaugter Ofenatmosphäre gezündet. Aufgrund der durch die Drallströmung der Brennluft vorgegebenen Strömungsverhältnisse strömt die Flamme in Richtung der Pfeile C entlang der Ofenwandung 10. Auf diese Weise heizt die Flamme den Brennerstein und die umgebende Ofenwand gleichmäßig auf. Die Wärmeübertragung an das in dem Ofen angeordnete Nutzgut geschieht überwiegend durch Festkörperstrahlung vom Brennerstein und von der Ofenwand sowie durch Gasstrahlung der Flamme.For heating the furnace is combustion air via the combustion air supply 4 in the chamber 2 introduced and twisted there. The combustion air flowing in the swirl passes through the outlet opening 5 in the passage of the burner brick 6 one. Here it is mixed with furnace atmosphere, which is sucked by the flow conditions in the direction of arrow B. Depending on the arrangement of the tip of the burner lance 7 is in the passage opening through the burner block 6 the fuel gas is first mixed with the sucked furnace atmosphere and this mixture is then mixed with the combustion air flowing in the swirl. However, arrangements are also used in which the fuel gas is mixed directly with the combustion air flowing in the swirl. By a in the region of the flared wall of the passage opening through the burner block 6 arranged igniter, the mixture of combustion air and fuel gas or combustion air, fuel gas and sucked furnace atmosphere is ignited. Due to the flow conditions predetermined by the swirl flow of the combustion air, the flame flows in the direction of the arrows C along the furnace wall 10 , In this way, the flame heats the burner stone and the surrounding furnace wall evenly. The heat transfer to the arranged in the furnace utility happens mainly by solid state radiation from the burner block and the furnace wall and by gas radiation of the flame.

Wie in 2 ersichtlich, ist die Kammer 2 des erfindungsgemäßen Flachflammenbrenners 1 um eine Mittelachse A symmetrisch und kreisförmig ausgebildet. Die Brennlufteinlassöffnung 3 und die an die Brennlufteinlassöffnung stromaufwärts angrenzende Brennluftzufuhr 4 sind derart angeordnet und ausgerichtet, dass ein durch die Brennlufteinlassöffnung 3 eintretender Brennluftstrom tangential zu der Biegung der Wandung der Kammer 2 eintritt. Die Brennluftzufuhr 4 ist dabei zur Brennlufteinlassöffnung 4 hin verjüngend ausgebildet. Die Winkel α, α2, β, β2 der Wandungen der Brennluftzufuhr 4 zu einer gedachten Hauptströmungsrichtung können unterschiedlich ausgebildet und an die Einbaubedingungen sowie eine gewünschte Strömungsführung angepasst sein. Insbesondere bevorzugt ist der Winkel β der Darstellung in 3 größer als der Winkel β2, so dass der Brennluftstrom teilweise in Richtung auf die Auslassöffnung 5 hin strömend ausgerichtet ist.As in 2 The chamber is visible 2 the flat flame burner according to the invention 1 formed around a central axis A symmetrical and circular. The combustion air inlet opening 3 and the combustion air supply upstream of the combustion air intake port 4 are arranged and aligned such that a through the combustion air inlet opening 3 entering combustion air flow tangential to the bend of the wall of the chamber 2 entry. The combustion air supply 4 is to the combustion air inlet opening 4 formed tapering. The angles α, α2, β, β2 of the walls of the combustion air supply 4 to an imaginary main flow direction can be designed differently and adapted to the installation conditions and a desired flow guidance. Particularly preferred is the angle β of the representation in 3 greater than the angle β2, so that the combustion air flow is partially in the direction of the outlet opening 5 directed towards flowing.

Die Brennlufteinlassöffnung 3 ist derart ausgebildet, dass ihre untere Begrenzungskante 11 auf gleicher Höhe oder oberhalb des Außenumfangs 12 der Brennerlanze 7 angeordnet ist. So strömt der durch die Brennlufteinlassöffnung eintretende Brennluftstrom über die durch die Kammer geführte Brennlanze.The combustion air inlet opening 3 is formed such that its lower boundary edge 11 at the same level or above the outer circumference 12 the burner lance 7 is arranged. Thus, the combustion air flow entering through the combustion air inlet opening flows via the combustion lance guided through the chamber.

Claims (11)

Flachflammenbrenner mit einer Kammer (2) mit einer einzigen Brennlufteinlassöffnung (3) und einer Auslassöffnung (5), bei dem zumindest ein Teil der Wandung der Kammer zumindest über ein Kreisbogensegment gebogen ausgeführt ist und die Brennlufteinlassöffnung (3) und eine stromaufwärts an die Brennlufteinlassöffnung (3) angrenzende Brennluftzufuhr (4) im Bereich der gebogenen Wandung derart angeordnet und ausgerichtet sind, dass ein durch die Brennlufteinlassöffnung (3) eintretender Brennluftstrom tangential zu der Biegung der Wandung eintritt, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch die Kammer (2) geführte und über die Auslassöffnung (5) der Kammer (2) hinausführende Brennerlanze Auslassöffnungen (8) für den Austritt des Brenngases aufweist, die in dem Bereich der Brennerlanze (7) angeordnet sind, der außerhalb der Kammer (2) angeordnet ist.Flat flame burner with a chamber ( 2 ) with a single combustion air inlet ( 3 ) and an outlet opening ( 5 ), in which at least a part of the wall of the chamber is designed bent at least over a circular arc segment and the combustion air inlet opening ( 3 ) and an upstream of the combustion air inlet ( 3 ) adjacent combustion air supply ( 4 ) are arranged and aligned in the region of the curved wall such that a through the combustion air inlet opening ( 3 ) entering the combustion air flow tangentially to the bending of the wall occurs, characterized in that a through the chamber ( 2 ) and via the outlet opening ( 5 ) the chamber ( 2 ) outgoing burner lance outlet openings ( 8th ) for the exit of the fuel gas, which in the region of the burner lance ( 7 ) located outside the chamber ( 2 ) is arranged. Flachflammenbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (5) der Kammer (2) in eine Durchtrittsöffnung eines Brennsteins (6) übergeht, die sich von der Auslassöffnung (5) fort zum Ofeninneren hin hyperbolisch aufweitet und die Auslassöffnungen (8) der Brennerlanze (7) im Bereich der hyperbolischen Aufweitung der Durchtrittsöffnung des Brennsteins (6) angeordnet sind.Flat flame burner according to claim 1, characterized in that the outlet opening ( 5 ) the chamber ( 2 ) in a passage opening of a fuel ( 6 ) extending from the outlet opening ( 5 ) hyperbolic widens toward the oven interior and the outlet openings ( 8th ) of the burner lance ( 7 ) in the region of the hyperbolic widening of the passage opening of the fuel ( 6 ) are arranged. Flachflammenbrenner mit einer Kammer (2) mit einer Brennlufteinlassöffnung (3) und einer Auslassöffnung (5), bei dem zumindest ein Teil der Wandung der Kammer (2) zumindest über ein Kreisbogensegment gebogen ausgeführt ist und die Brennlufteinlassöffnung (3) und eine stromaufwärts an die Brennlufteinlassöffnung (3) angrenzende Brennluftzufuhr (4) im Bereich der gebogenen Wandung derart angeordnet und ausgerichtet sind, dass ein durch die Brennlufteinlassöffnung (3) eintretender Brennluftstrom tangential zu der Biegung der Wandung eintritt, wobei die Brennluftzufuhr (4) sich zur Brennlufteinlassöffnung hin verjüngend ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennluftzufuhr (4) trichterförmig ausgebildet ist und die vier Wandungen der Brennluftzufuhr im Winkel von Alpha, Alpha2, Beta, Beta2 zur Hauptströmungsrichtung der Brennluft angeordnet sind.Flat flame burner with a chamber ( 2 ) with a combustion air inlet opening ( 3 ) and an outlet opening ( 5 ), wherein at least a part of the wall of the chamber ( 2 ) is executed bent at least over a circular arc segment and the combustion air inlet opening ( 3 ) and an upstream of the combustion air inlet ( 3 ) adjacent combustion air supply ( 4 ) are arranged and aligned in the region of the curved wall such that a through the combustion air inlet opening ( 3 ) entering the combustion air flow tangentially to the bending of the wall occurs, wherein the combustion air supply ( 4 ) is tapered towards the combustion air inlet opening, characterized in that the combustion air supply ( 4 ) is funnel-shaped and the four walls of the combustion air supply are arranged at an angle of alpha, alpha2, beta, beta2 to the main flow direction of the combustion air. Flachflammenbrenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkel Alpha, Alpha2, Beta, Beta2 unterschiedlich sind.Flat flame burner according to claim 3, characterized that the angles Alpha, Alpha2, Beta, Beta2 are different. Flachflammenbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die in Richtung der senkrecht auf die Ebene der Auslassöffnung (5) stehenden Mittelachse ausgerichtete, gebogene Wandung der Kammer (2) bezüglich der Mittelachse symmetrisch ausgebildet ist.Flat flame burner according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the direction perpendicular to the plane of the outlet opening ( 5 ) standing central axis aligned, curved wall of the chamber ( 2 ) is formed symmetrically with respect to the central axis. Flachflammenbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsquerschnitt der Brennlufteinlassöffnung (3) größer ist als der kleinste Strömungsquerschnitt der Kammer (2).Flat flame burner according to one of claims 1 to 5, characterized in that the flow cross section of the combustion air inlet opening ( 3 ) is greater than the smallest flow area of the chamber ( 2 ). Flachflammenbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennlufteinlassöffnung (3) sich in Richtung der Mittelachse erstreckend flach ausgebildet ist.Flat flame burner according to one of claims 1 to 5, characterized in that the combustion air inlet opening ( 3 ) is formed flat extending in the direction of the central axis. Flachflammenbrenner nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennluftzufuhr (4) sich zur Brennlufteinlassöffnung (3) hin verjüngend ausgebildet ist.Flat flame burner according to one of claims 1 or 2, characterized in that the combustion air supply ( 4 ) to the combustion air inlet ( 3 ) is tapered towards. Flachflammenbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennluftzufuhr (4) derart ausgebildet ist, dass der durch die Brennlufteinlassöffnung (3) eintretende Brennluftstrom teilweise in Richtung auf die Auslassöffnung (5) strömend ausgerichtet ist.Flat flame burner according to one of claims 1 to 8, characterized in that the combustion air supply ( 4 ) is formed such that through the combustion air inlet opening ( 3 ) entering combustion air flow partially in the direction of the outlet opening ( 5 ) is aligned. Flachflammenbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennlufteinlassöffnung (3) und die Brennluftzufuhr (4) derart angeordnet und ausgerichtet sind, dass der durch die Brennlufteinlassöffnung (3) eintretende Brennluftstrom über eine durch die Kammer (2) geführte Brennerlanze (7) strömt.Flat flame burner according to one of claims 1 to 7, characterized in that the combustion air inlet opening ( 3 ) and the combustion air supply ( 4 ) are arranged and aligned such that through the combustion air inlet opening ( 3 ) entering combustion air flow through a through the chamber ( 2 ) guided burner lance ( 7 ) flows. Flachflammenbrenner mit einer regenerativen Wärmerückgewinnung und einem Flachflammenbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 10.Flat flame burner with regenerative heat recovery and a flat flame burner according to one of claims 1 to 10th
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